《实验：验证机械能守恒定律》教案2

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1、《实验：验证机械能守恒定律》教案教学目标（一）知识与技能1、会用打点计吋器打下的纸带计算物体运动的速度。2、常握验证机械能守恒定律的实验原理°（二）过程与方法通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法。（三）情感态度与价值观通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度。二、教学重点常握验证机械能守恒左律的实验原理。三、教学难点验证机械能守恒定律的误差分析及

2、如何减小实验误差的方法。Ui课时安排1课时五、教学准备多媒体课件、粉笔、图片。六、教学过程新课导入：师：上一节课我们学习了机械能守恒定律，我们首先采复习一下什么叫做机械能守恒定律？生：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。这叫做机械能守恒定律。师：机械能守恒的条件是什么？生：只有重力和弹力做功。师：口rti落体运动中机械能是不是守恒？生：自由落体运动中物体只受到重力的作用，这个过程只有重力做功，所以机械能是守恒的。师：我们要想推导出机械能守恒定律在自由落

3、体中的具体表达式，可以根据什么来进行推导呢？生1：可以通过牛顿运动定律进行推导。生2：可以根据动能定理进行推导。新课讲解：一、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式在图1屮，质量为加的物体从o点自由下落，以地作零重力势能面，下落过程屮任意两点A和8的机械能分别为:£a=

4、mv+mghA,Eb=

5、mv}+mgh,如杲忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有121ElEb，即—mvA+mghA=—mv^+tnghR上式亦可写成mv一*〃诟=mghA-mghB该式左边表示物体由A到B过

6、程屮动能的增加，右边表示物体由A到3过程中重力势能的减少。等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加。为了方便，可以直接从开始下落的0点至任意一点（如图1中A点）來进行研究，这时应有：-mv=mgh-…本实验要验证的表达式，式中/?是物体从0点下落2至4点的高度，”a是物体在4点的瞬时速度。师：在做实验之前，我们首先要明确这样几个问题，首先这个实验需要什么器材?生：最容易想到的器材是重物、电磁打点计吋器以及纸帯。复写纸片。低压电源及两根导线，铁架台和铁夹，刻度尺，小夹子。师：打点计时器的作用是

7、什么？生：记录在纸带上打的点，用这些点來求出物体在经过某一点的速度。师：低压交流电源是不是必需的？生：低压交流电源并不是必需的，如果采用的是电火花计吋器吋，它所需要的电压是交流220V,所以不需要低圧电源。师：重物选取的原则是什么?为什么?生：密度比较大，质量相对比较大，对以减小因为空气阻力带來的误差。师：实验中还有哪些应该注意的地方？生：计吋器要稳定在铁架台上，计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，铁架台放在桌边，计时器距地面的距离大约是1m。师：这样做的目的是什么？生：计时器平面与纸带限位孔

8、在竖直方向上的目的是减小摩擦以减小实验误差的产生,铁架台放在桌边有利于重物下落到地面上，计时器距地面的距离较大的目的是能够有充足的吋间使重物下落，以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算。师：实验中的误差主要来源于哪里？生：重物和纸带下落过程屮要克服阻力，主要是纸带和计时器Z间的摩擦力，计时器平面不在竖直方向上；纸带与计时器不平行：交流电的频率不等于50Hz测量数据时的误差等等。师：过程开始和终结位置是怎样选择的？生：实验用的纸带一般小于1m,从起始点开始大约能打出20个左右的计数点，终结位

9、置的点可以选择倒数第一个点或者倒数第二个点，从这一个点向前数4-6个点当开始的点。师：这样选取的目的是什么？生：这样选取的目的是可以减小这两个点瞬吋速度和两点之间的距离（高度h）测量的误差。师：在数据处理时，是不是必须从打的第一个点开始呢?生：课文中有这样的句子“纸带上某两点的距离等于重物下落的高度，这样就能得到重物下落过程中势能的变化”。在第四节我们已经学习了重力势能的相对性，处理纸带吋选择适当的点为参考点，势能的大小不必从起始点开始计算。师：在实验川是不是要先进行测量重物的质量呢？生：不需要

10、测量重物的质量，因为这个物理量在式子两边可以约掉。师：实验中重物经过某一点的速度是怎样得到的呢？（投影展示学生的推导过程，这个结论非常重要，一定要让学生能够自己推导）二、如何求出4点的瞬时速度以？根据做匀加速运动的物体在某一段时间/内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出A点的瞬时速度VAo图2是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。从0点开始依次取点1,2,3,图中A，比，旳，……分别为0〜2点，1〜3点，2〜4点……各段间的距离。根据公式v=-,U2X0.02S（纸带上任意两个相邻的点间所